CNN: Astronomii au găsit un „curent stelar” într-o altă galaxie. Ce este și ce ar putea dezvălui despre materia întunecată din Univers

O fâșie subțire de stele dintr-o galaxie îndepărtată i-a condus pe astronomi la o descoperire care ar putea dezvălui secrete legate de unul dintre cele mai mari mistere ale Universului nostru. Ascunsă în datele de arhivă ale Telescopului Spațial Hubble, cercetătorii au descoperit o dâră abia vizibilă de stele: primul flux stelar dintr-un roi globular detectat în afara Căii Lactee. Fenomenul ceresc, situat într-o galaxie aflată la aproximativ 115 milioane de ani-lumină de Pământ, este rămășița unei sfere dense de stele care este trasă încet de gravitația galaxiei gazdă. Pe măsură ce roiul pierde stele, rămășițele formează un flux lung și îngust, scrie CNN.

Astronomii au descoperit zeci de curenți stelari în Calea Lactee, dar pentru că aceste urme sunt slabe și greu de detectat, probabil că mai sunt multe altele de descoperit. Acum, având dovezi că acestea apar și în alte galaxii, astronomii ar putea să le folosească pentru a înțelege mai bine cum se formează și evoluează galaxiile.

Descoperirea, detaliată într-un studiu publicat miercuri în revista Nature, a permis, de asemenea, echipei de astronomi să cartografieze galaxia, cunoscută sub numele de UGC 9050-Dw1, și câmpul său gravitațional prin modelarea curentului.

Deoarece gravitația galaxiei influențează forma și mișcarea fluxului stelar, cercetătorii au folosit dâra stelelor pentru a urmări câmpul gravitațional al galaxiei. Prin modelarea lor, au reușit, de asemenea, să estimeze masa totală a galaxiei, cât din aceasta este alcătuită din obiecte vizibile, cum ar fi stelele, și cât este compusă din materie întunecată, o formă misterioasă de materie care nu poate fi văzută, dar are gravitație.

„Când echipa de studiu a început să realizeze că descoperise un flux stelar dincolo de galaxia noastră, a fost foarte interesant”, a spus co-autoarea principală Julie Kiel Holm, doctorandă la Institutul Niels Bohr de la Universitatea din Copenhaga, Danemarca, care studiază roiurile globulare și formarea fluxurilor stelare.

„Și apoi ne-am privit unii pe alții și ne-am întrebat: «Ce facem de aici?»”, a explicat ea.

Materia întunecată îi intrigă pe oamenii de știință deoarece aceștia nu știu ce este, dar pot observa influența sa gravitațională asupra stelelor și galaxiilor.

„Credem că aproximativ 80% până la 85% din universul nostru este materie întunecată, ceea ce face ca încercarea de a afla ce este aceasta să fie foarte, foarte tentantă”, a adăugat Kiel Holm.

Curentul stelar a fost folosit pentru a ajuta oamenii de știință să cartografieze materia întunecată din galaxia noastră. Acum, aceleași instrumente pot fi folosite pentru a ajuta la o mai bună înțelegere a compoziției și structurii materiei întunecate a altor galaxii care împart universul.

Observarea fluxurilor stelare

Curentul nou descoperit se află într-o galaxie ultra-difuză, răspândită și extrem de slabă, ceea ce probabil a făcut ca fluxul stelar să fie mai ușor de observat, au speculat autorii studiului.

„În același timp, se crede că aceste galaxii ultra-difuze sunt foarte masive și trebuie să fie masive pentru a putea scoate stele din roiul-mamă”, a declarat co-autoarea principală Sarah Pearson, profesor asociat la DTU Space, Institutul Național Spațial de la Universitatea Tehnică din Danemarca.

„Așadar, aceste două lucruri împreună, faptul că oferă un fundal slab, dar are și un câmp mareic suficient de puternic pentru a scoate stelele din roi, reprezintă o combinație excelentă dacă vrei să găsești una dintre acestea”, a adăugat ea.

Când încearcă să identifice aceste fluxuri, astronomii caută structuri subțiri și alungite cu ajutorul telescoapelor lor. Ele pot fi, de asemenea, urmărite și prin mișcarea lor de-a lungul cerului. Cu toate acestea, acest lucru necesită ca un telescop să se afle în aceeași poziție în timp, iar până acum, tehnica a reușit să găsească fâșii stelare doar în Calea Lactee.

„Zona pe care o poate vedea Hubble nu este de fapt atât de mare. Așa că trebuie să fii foarte, foarte norocos ca să poți vedea asta, iar noi nu știm cu adevărat unde să căutăm pentru a le observa”, a spus co-autorul studiului, Tjitske Starkenburg, profesor asistent de cercetare la Centrul pentru Explorare și Cercetare Interdisciplinară în Astrofizică de la Universitatea Northwestern din Evanston, Illinois.

Autorii studiului prevăd că progresele viitoare ale telescoapelor vor permite detectarea suplimentară în interiorul și în afara galaxiei noastre. Starkenburg a făcut referire la Telescopul Spațial Nancy Grace Roman al NASA, care este așteptat să fie lansat la sfârșitul lunii și va avea un câmp vizual mai mare, „ca 100 de telestele Hubble într-o singură imagine”.

„Detectarea unui flux stelar slab într-o galaxie din afara Grupului Local, vecinătatea noastră galactică, formată din peste 50 de galaxii legate gravitațional este remarcabilă”, a spus și David Martínez-Delgado, astrofizician și cercetător la fundația non-profit ARAID de la Centrul pentru Studii ale Fizicii Cosmosului din Aragón, Teruel, Spania. Martínez-Delgado nu a fost implicat în noul studiu.

„Anterior credeam că detectarea cozilor de maree ale roiurilor globulare în galaxiile externe ar fi extrem de dificilă, având în vedere dimensiunile lor unghiulare mici și luminozitatea extrem de scăzută a suprafeței. Acest rezultat demonstrează că, cu observații suficient de profunde și de înaltă rezoluție, astfel de structuri pot fi detectabile mult dincolo de Grupul Local”, a adăugat el.

O înregistrare a evoluției galactice

Curenții stelare pot acționa ca înregistrări ale trecutului unei galaxii, oferind astronomilor indicii despre modul în care galaxiile se schimbă în timp. Când o galaxie mai mare desparte o galaxie pitică mai mică, stelele acesteia se pot întinde într-un curent: o urmă cosmică a acelei întâlniri.

Curenții proveniți de la roiurile globulare, cum ar fi cel descris în studiu, păstrează acea istorie la o scară mai mică, dezvăluind modul în care roiul a călătorit prin galaxia gazdă și cum gravitația galaxiei l-a destrămat treptat. Urmărind această istorie, cercetătorii pot afla apoi cum este distribuită masa galaxiei, inclusiv materia întunecată invizibilă care îi modelează câmpul gravitațional.

Observarea primului flux stelar dintr-un roi globular în afara Căii Lactee deschide calea pentru detectarea mai multor astfel de fenomene în galaxiile din univers. Autorii studiului au spus că speră ca viitoarele detectări să ajute la dezvăluirea mai multor secrete despre alte galaxii, precum și despre materia întunecată din interiorul lor.

O caracteristică care merită cercetate în continuare, au remarcat autorii, sunt golurile sau aglomerările din fluxurile stelare despre care oamenii de știință teoretizează că se formează atunci când mici concentrații de materie întunecată trec prin ele.

„Dar există și alte lucruri care ar putea provoca unele dintre aceste efecte similare”, a spus Starkenburg.

Găsirea mai multor curenți, poate în alte galaxii, și observarea dacă aceștia au goluri sau aglomerări similare, „este un argument mult mai puternic pentru că trebuie să fie materie întunecată”, a adăugat Starkenburg.

Multe întrebări rămân despre materia întunecată, în ciuda faptului că existența sa este cunoscută de aproape un secol, a remarcat Pearson.

„Este într-adevăr una dintre cele mai mari întrebări deschise din fizică. Care este natura materiei întunecate? Este o particulă? Sunt multiple? Este ceva complet diferit? Nu știm”, a spus ea.